低電壓驅動的大變形應變電子離子軟致動器在柔性電子、生物醫(yī)學輔助設備和軟機器人等領域具有良好的應用前景，有望成為高性能人工肌肉的候選產品。然而，同時提高驅動響應和長期穩(wěn)定性以及優(yōu)良的彎曲性能仍然是一個重大挑戰(zhàn)。在這里，一種精心設計的離子交聯(lián)納米復合膜，由1D細菌纖維素(BC)納米纖維和2D Ti
3C
2T
x MXene納米材料組裝而成，用于改善高性能電激活離子驅動器的約束離子傳輸。這種結合的協(xié)同作用所產生的3D互穿框架，不僅通過內在負電荷官能團的存在來提高離子選擇性，而且還擴展了最初受限的路徑，從而降低了離子轉運的能量障礙。因此，軟致動器的綜合優(yōu)越功能表現(xiàn)出0.88%的大彎曲應變和10.8 mm的尖端位移，超穩(wěn)定的循環(huán)性能。此外，本文還展示了軟驅動器作為驅動平板可變形鏡三維自適應運動平臺的跟蹤光束的原型，展示了其在軟機器人中的潛在應用，從而為驅動下一代復雜智能系統(tǒng)提供了可靠的解決方案。
圖1. 基于dmso處理的PEDOT:PSS柔性電極的交聯(lián)BC-IL-MXene納米復合膜的制備路線示意圖，以及具有超快速響應性能的離子誘導軟致動器的驅動機制。
圖2. BC-IL-MXene組裝膜的形態(tài)特征。
圖3. BC-IL-MXene納米復合膜的理化和力學性能。
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圖4. 合成的納米復合驅動器的機電性能。
圖5。BC-IL-MXene驅動器的驅動性能。
圖6. BC-IL-MXene電子離子驅動器的軟機器人應用。
相關科研成果由廈門大學微納米科學與技術研究所Dezhi Wu等人于2023年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147246）上。原文：High-Performance electroionic artificial muscles boosted by superior ion transport with Ti
3C
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x MXene/Cellulose nanocomposites for advanced 3D-Motion actuation.
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723059776?via%3Dihub
轉自《石墨烯研究》公眾號
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